Projekti / Programi
Ponovna uporaba s hranili bogatih odpadnih voda za vzgojo lesnih rastlin kot alternativni energetski vir
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B270 |
Biomedicinske vede |
Rastlinska ekologija |
odpadna voda, izcedna voda, težke kovine, mulj, vrbe topoli, Salix, Populus, fitoremediacija, ponovno-uporabljivi viri hranil, energetska lesna biomasa, hitrorastoče lesne vrste s kratko obhodno dobo, obnovljivi energijski viri
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
19043 |
dr. Maja Zupančič Justin |
Varstvo okolja |
Vodja |
2008 - 2009 |
359 |
Organizacije (1)
Povzetek
V slovenskem prostoru se daje v zadnjem času vedno večji poudarek na prehod k alternativnim in obnovljivim energetskim virom. Hkrati se soočamo z velikimi količinami odpadnih vod in muljev, katerih čiščenje predstavlja velik strošek in težko rešljiv problem. Kljub znani sestavi različnih vrst odpadnih voda in njihovi visoki hranilni vrednosti za rastline, se v Sloveniji le-te večinoma še vedno pojmuje kot odpadek in le redko uporablja kot sekundarni vir hranil. V skandinavskih državah, Veliki Britaniji, ZDA in Kanadi je uporaba komunalne odpadne vode, izcedne vode odlagališč komunalnih odpadkov, industrijske odpadne vode iz skladišč lesa, odpadnega blata iz čistilnih naprav in lesnega pepela za namakanje in dognojevanje lesnih nasadov s kratko obhodno dobo že široko v uporabi. Namen je dvojen, proizvodnja biomase v energetske namene in hkrati fitoremediacija vode, tal in zraka z zmanjševanjem onesnaževal in hranil z rastlinskim privzemom in filtracijo ter pospešeno mikrobno transformacijo. Cilj raziskave je raziskati delovanje in vzdržnost nasadov s hitro rastočimi lesnimi vrstami kot večnamenskih sistemov, ki omogočajo čiščenje različnih vrst odpadnih snovi in hkrati vzgojo energetske biomase. Dodatni cilj je raziskati potenciale in omejitve pri uporabi večnamenskega nasada hitrorastočih lesnih vrst pod različnimi pogoji kot so vrsta uporabljenega sekundarnega hranilnega vira, stopnja masnih vnosov, vrsta substrata in lesne vrste. S testiranjem različnih vrst rastlin iz družine Salicaceae bomo opredelili najprimernejše vrste glede na njihove bioakumulacijske in tolerančne sposobnosti za specifična onesnaževala. Zastavljene naloge bomo izvajali na konkretnih lokacijah, katerih rezultati bodo neposredno uporabljeni v praksi. Rezultati bodo lahko uporabljeni tako pri nadaljnjih sanacijah odlagališč odpadkov kot pri specifičnih onesnaževalcih (lesna industrija), kakor tudi pri reševanju čiščenja komunalne odpadne vode in blata čistilnih naprav.
Pomen za razvoj znanosti
Mnogim deželam ne bo uspelo zadostiti naraščajočim potrebam po pitni vodi z razpoložljivimi sladkovodnimi viri vode in zato v ta namen razvijajo strategije nekonvencionalne uporabe odpadne vode za doseganje bodočih potreb po vodi v okviru programov integriranega upravljanja z vodnimi viri. V drugih območjih je vodnih virov sicer dovolj, ali pa namakanje ni potrebno, vendar pa se srečujejo z velikimi količinami odpadnih voda in drugih odpadnih produktov, za katere iščejo trajnostne načine čiščenja. Tudi tu se kot nekonvencionalni način čiščenja te vode pojavljajo rešitve v obliki njene ponovne uporabe za gojenje rastlin, ki niso namenjene prehrani (drevesni nasadi vzdolž cestišč, zeleni pasovi v urbanih predelih, lesni nasadi za pridelavo lesa, ...). V ta namen je potrebno razviti ustrezna navodila za neposredno ponovno uporabo odpadne vode, razširiti poznavanje ustreznih drevesnih vrst prilagojenih lokalnim karakteristikam tal in podnebja ter količini in kvaliteti vode, ki je namenjena za namakanje. Še pred pričetkom širše uporabe je namreč potrebno poznavanje potencialnih koristi kot tudi negativnih posledic.
Opravljena raziskava tako predstavlja prispevek k oblikovanju priporočil glede izbire rastlinskega materiala, talnega substrata, količine in vrste vode, ki jo lahko uporabimo, ter načinov namakanja s končnim ciljem maksimiziranja potenciala prirasti lesne biomase, izboljšanja kvalitete vode (fitoremediacijski prispevek k čiščenju odpadne vode, zmanjšanje neposrednih izpustov odpadne vode v okolje), kot tudi povečanja biodiverzitete in zmanjševanja porabe umetnih gnojil. Gre torej za prispevek k razvoju fitotehnologij, proizvodnje virov ter izboljšanja kvalitete vode.
Pomen za razvoj Slovenije
Upravljalci odlagališč odpadkov še vedno iščejo finančno učinkovite in enostavne rešitve čiščenja izcednih voda. Enake potrebe se kažejo tudi v drugih sektorjih z odpadno vodo ali muljem kot končnim stranskim členom proizvodnje. Na drugi strani se z usmeritvami v pridobivanje in uporabo biomase kot alternativnega vira energije odpirajo potrebe po zagotavljanju primerne biomase kot vhodne surovine teh procesov in načini ustreznega ravnanja s preostalo odpadno vodo in biomaso na koncu procesov. Med glavnimi nacionalnimi prioritetami nastopa zmanjševanje emisij CO2, raba obnovljivih virov energije ter povečanje ponovne uporabe odpadnih virov.
Z opravljeno raziskavo se dotikamo vseh naštetih področij. Tema raziskave so bile odpadne vode z visoko vsebnostjo rastlinskih hranilnih snovi. Pravilna ponovna uporaba tovrstne vode lahko nudi alternativen, finančno dostopen način čiščenja odpadne vode, vzgojo biomase uporabne v različne namene, kot tudi prispevek k zamnjševanju emisije CO2. Rezultati npr. ponujajo nove informacije za izboljšanje izvedbe sonaravne sanacijah odlagališč odpadkov z vračanjem izcedne vode na površino prekritega odlagališča. Rezultati podajajo izhodišča tudi za primere ponovne uporabe drugih vrst odpadnih vodakot kot je npr. odpadna voda iz pridelave komposta, ostanek po pridelavi bioplina, komunalna odpadna voda in blata čistilnih naprav itd. Z nastalo lesno biomaso in njeno izrabo v energetske namene lahko pokrijemo del stroškov čiščenja odpadne vode.
Rezultati raziskave ponujajo končnim uporabnikom dodatna znanja na področju trajnostnih rešitev čiščenja odpadnih voda v smislu zaščite površinskih stoječih in tekočih voda ter podtalnice, preprečevanje nenadzorovanega prehajanja strupenih snovi v prehranjevalno verigo in možnost pridobivanja alternativnega energetskega vira za lastne potrebe, ki predstavlja znižanje celotnih stroškov čiščenja. Z okoljskega vidika predstavlja predlagana rešitev poleg odstranitve hranilnih snovi (N, P, K) in težkih kovin še možnost ustvarjanja novega ekosistema, in s tem povečanja biološke raznovrstnosti, zmanjšanje vetra in s tem erozije kot tudi vezavo CO2.
Rezultati raziskav tako doprinašajo k razvoju na področju sonaravnih tehnologij čiščenja odpadnih voda, vzgoje hitrorastočih lesnih rastlin in prodobivanja lesne biomase kot obnovljivega energetskega vira.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
